高层建筑玻璃幕墙设计要素解析

2020-02-16蔡金栋

江西建材 2020年11期

蔡金栋

福建建工集团有限责任公司，福建福州 350001

1 玻璃幕墙概述

对于玻璃幕墙来讲，通常由面板以及支撑结构组合而成，能对玻璃幕墙进行一定的移动，不承受和主体结构相关的结构，比如装饰结构。一般可把幕墙墙体分为单、双层玻璃。目前在对玻璃幕墙进行设计的过程中，往往使用组合的方式，也就是将镜面和普通玻璃进行结合，向组合玻璃中冲入相应的气体，进而促使中空玻璃得以形成。对于中空玻璃而言，具有诸多的优点，比如有着较好的隔音效果，防潮能力较强等。此外在保温方面也有着较好的效果，而且隔热能力是很强的，通过对中空玻璃的使用，能更有效抵挡太阳的辐射热，进而有助于实现对生活环境的优化，达到冬天暖夏天凉的效果。

2 设计原则

在对玻璃幕墙进行设计的过程中，若要促使玻璃幕墙的作用得到有效发挥，并确保设计具备较好的质量，需遵守以下几点原则。针对建筑的装饰以及围护结构，玻璃幕墙的类型以及形式是非常重要的，能直接对建筑立面效果造成影响，同时在一定程度上，不但能影响建筑工程造价，也能对幕墙节能效果造成影响。在对玻璃幕墙进行设计时，需考虑到诸多的内容，其中节能效果以及建筑造价就是核心内容。换句话来讲，工程造价不单和幕墙种类有关系，而且节点形式也能影响到造价，此外，存在诸多因素能对幕墙节能效果造成影响，比如地区气候环境。简而言之，对于玻璃幕墙的设计，要充分结合科学性原则，全面考虑相关的因素，采用有效、可行的方式，来选取幕墙的类别。

在正式设计玻璃幕墙之前，需充分掌握施工区域的有关情况，比如气候与自然环境，并进行全方位的分析。比如，若在我国北方地区设计玻璃幕墙时，在对幕墙系统进行选择时，应当选取保温能力较强的系统；在我国南方地区设计玻璃幕墙时，在对幕墙系统进行选择时，应当选取隔热能力好、且能达到外遮阳效果的系统。选取有效的材料，并选择合理的幕墙系统，在进行建筑建设的过程中，有效应用这些材料以及幕墙系统，能促使建筑性能得到显著提高。在对玻璃幕墙进行设计时候，不但要结合好经济性原则，而且也要严格遵循节能性原则，因为幕墙的设计效果，能对建筑物能耗造成一定的影响。在设计过程中，若只重视节能效果，并没有对建设费用加以重视，而选用价格昂贵的节能材料，在此情况下，极有可能会提高工程造价费用。若只重视工程经济效益，而没有重视玻璃幕墙的节能效果，在此情况下，将难以确保玻璃幕墙的作用得到积极发挥。所以在对幕墙进行设计的过程中，不仅要考虑经济性因素，同时也不能忽视幕墙的节能效果，以此促使设计的方案达到最佳。

3 幕墙材料的选取

3.1 选择节能性好的材料

如今在技术不断发展下，促使更多类型的玻璃材料得以诞生，而且都具有较高的性能。对于色变玻璃而言，在经过光线照射之后，伴随光线的变强，玻璃颜色随之会变暗，当温度较高时，玻璃颜色变为乳白色，当外界温度较低时，玻璃颜色能恢复最初的颜色。对于LOW-E 玻璃而言，人们将这样的玻璃叫作低辐射玻璃，在玻璃上镀上金属物质之后，进而在玻璃表面形成镀膜层，有助于光线穿过玻璃，有着较强的隔热能力。对于隔热玻璃而言，能将热量进行有效的吸收，通过隔热玻璃的作用，能获取较好的降温以及隔热效果［1］。

3.2 提高幕墙气密性及完善遮阳系统

对于玻璃气密性能而言，在很大程度上，可影响到幕墙的节能性，可结合幕墙设计级别，来有效控制玻璃的气密性，若玻璃幕墙面积大于3000 平方米，则需对相关配件以及玻璃幕墙材料开展试件，确保能达到有关标准，促使玻璃的气密性能得到保障。将遮阳系统进行完善，有助于降低辐射对温度造成的影响，而且在一定程度上，能促使玻璃幕墙更加美观。换句话来讲，对于遮阳系统的选取以及设计，需对幕墙类型进行全方位的分析，并能很好满足外遮阳系数要求［2］。

4 设计要素分析

对于设计要素，本文主要从可靠性设计、节能性设计、避雷设计、防火设计等方面进行分析，以供参考。

4.1 可靠性设计

在对玻璃幕墙进行设计时，可靠性设计是关键的因素。所以对于玻璃幕墙的设计，要有效结合有关的设计要求以及标准，并充分依据行业的有关规范，对于可影响幕墙受力构件的因素，比如风荷载，要对这些因素进行综合考虑，以此确保幕墙的可靠安全。针对主体结构以及幕墙而言，两者间的连接情况可对幕墙的安全可靠造成一定的影响，所以在设计玻璃幕墙的时候，需加以重视两者间的连接的设计，确保设计出来的连接更加可靠，而且有着一定的隔离性。

4.2 防火设计

目前在建筑防火性能方面，人们提出了较为严格的要求，在高层建筑中，玻璃幕墙属于外围护结构，在建筑中有着一定的作用，当遇上烈火的时候，玻璃幕墙极容易会发生融化的情况，所以在对玻璃幕墙进行设计时，必须做好防火设计。在如今的建筑设计过程中，通过进行防火封堵设计，能更好达到防火隔烟的目的，在缝隙之间使用不易燃烧的材料，避免烟气以及火焰进一步扩散。值得一提的是，在开展防火设计的过程中，针对幕墙以及主体结构，在两者之间采用镀锌钢板，厚度为1.5mm，来将缝隙进行铺满，之后采用岩棉来进行填实，防火岩棉的厚度应当大于200mm，针对幕墙、钢板以及主体结构，向其中注入适量的防火密封胶。

4.3 节能性设计

在高层建筑中，使用玻璃幕墙来进行装饰，其中存在一定的问题，而高耗能现象是较为突出的问题，现如今，在节能标准方面，政府提出了更高的要求，所以对玻璃幕墙开展节能设计是相当重要的。换句话来讲，对于玻璃幕墙的设计，应选用合适的材料，并结合实际情况，选择相应的玻璃幕墙系统，此外对于断热材料的选择，应选取性价比较高的，采取行之有效的手段，尽可能减低幕墙k 值，以便能获取较好的幕墙节能效果。

4.4 避雷设计

在建筑主体结构中，玻璃幕墙是一种维护结构，通常对于幕墙金属框架而言，不单独开展防雷设计，而是基于建筑主体结构，采用一种组合的方式，换句话来讲，针对建筑物主体结构，将幕墙龙骨与其防雷系统有效连接，以此构成整体的防雷系统。在幕墙接受雷电能量之后，借助于防雷接地系统，进而可将这些雷电能量传输到地下，最终能避免受到雷电的破坏。